SUPLEMENTO DE CAMBIO DE MICHOACÁN CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 9 DE JUNIO DE 2 0 15 | 1 PARA LA DIVULGACIÓN DE TEMAS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS PREMIO ESTATAL DE DIVULGACIÓN 2013 EDITOR: RAÚL LÓPEZ TÉLLEZ ixca68@hotmail.com MARTES 9 DE JUNIO DE 2015 NÚMERO 583 APARECE LOS MARTES www.cambiodemichoacan.com.mx
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«El miedo es una emoción caracterizada por una sensación desagradable a partir de la percepción de un peligro. Entonces, dependiendo de la magnitud del peligro, será la intensidad con la que se sienta el miedo o temor. En el mundo humano se diferencian dos tipos de miedos, el social y el biológico».
Miedo, naturalmente indispensable David Tafolla Venegas
ESPECIAL | TOMADA DE INTERNET
«El miedo es la emoción más difícil de manejar. El dolor lo lloras, la rabia la gritas, pero el miedo se atraca silenciosamente en tu corazón». David Fischman Ciertamente, el miedo es algo difícil de sobrellevar, es algo que nunca planeamos experimentar pero que está ahí, latente para surgir en cualquier situación. El miedo ha acompañado a la humanidad desde siempre, bajo una connotación un tanto adversa; no es coincidencia que el dios griego Fobos, personificación del miedo, fuera hermano del dios Deimos, el dolor, y estos a su vez, hijos de Ares, dios olímpico de la brutalidad y la violencia. Pero aún más ello que todo esto es que recientes descubrimientos científicos indican que el miedo no es ex-
clusivo de los humanos ni de los demás vertebrados, sino que permea a la mayoría del reino animal. Como bien lo dice el epígrafe, el miedo es una emoción caracterizada por una sensación desagradable a partir de la percepción de un peligro. Entonces, dependiendo de la magnitud del peligro, será la intensidad con la que se sienta el miedo o temor. En el mundo humano se diferencian dos tipos de miedos, el social y el biológico. Respecto al social encontramos situaciones como miedo al amor, miedo a la muerte, miedo al ridículo y demás; mientras que en el biológico se encuentra el miedo como factor adaptativo para la sobrevivencia de la especie, y es a éste, precisamente, al que haré referencia. El mecanismo que desata el miedo se encuentra me-
diado por el complejo reptiliano en los vertebrados, la parte del cerebro que en los animales más complejos, como en los mamíferos, es la más primitiva. Este complejo primitivo regula otras acciones esenciales como comer y respirar, también está implicado el sistema límbico, otra estructura conjunta que regula acciones primitivas como luchar y huir, todo coordinado por la amígdala cerebral. Cuando se detecta un peligro, la amígdala se activa e inhibe parcialmente a los lóbulos cerebrales neocorticales (la parte más externa y novedosa del cerebro que regula la conciencia) para evitar distractores y enfocarse únicamente a la fuente del temor y tomar una decisión de tres posibilidades: luchar, huir o paralizarse. PÁGINA 4
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CÍRCULOS, ÓRBITAS Y VIDA PÁGINA 5
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BOTÁNICA PARA PRINCIPIANTES PÁGINA 6
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CORAZÓN PARTIDO PÁGINA 8
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DE PORTADA En México existe una alta vulnerabilidad ante estos eventos y por vulnerabilidad se debe entender qué tan preparados estamos ante ellos: Jesús Manuel Macías, experto en desastres.
Tornados, potencialmente desastrosos Fabiola Trelles Ramírez | Academia Mexicana de Ciencias
CUARTOSCURO | ESPECIAL | TOMADA DE INTERNET
· En México existe una alta vulnerabilidad ante estos eventos y por vulnerabilidad se debe entender qué tan preparados estamos ante ellos: Jesús Manuel Macías, experto en desastres. De los 252 tornados registrados de 2000 a 2014 en México -un promedio de 18 al año-, el del pasado 25 de mayo en Ciudad Acuña, Coahuila, ha sido el más mortal, con catorce personas fallecidas, 290 lesionadas y daños a 750 casas. Este fenómeno natural pese a formar parte de la vida del planeta como lo son los huracanes, inundaciones y sismos, ha sido muy poco estudiado en nuestro país. Este rezago se encuentra en el desarrollo de metodología científica y de tecnología, así como en la creación de una base de datos, lo cual representa un problema porque un tornado, a diferencia de un huracán, por ejemplo, es difícil de anticipar tal y como ocurre con un sismo, lo importante entonces es saber qué tan vul-
nerables somos ante eventos de este tipo, y por vulnerabilidad se debe entender qué tan preparados estamos ante ello. A partir de lo anterior, el investigador Jesús Manuel Macías Medrano, del Centro de Investigaciones y Estud i o s Superiores en Antropología Social (CIESAS), asegura que en México existe una alta vulnerabilidad, lo que hace necesario desarrollar conocimiento y tecnología con el objetivo de diseñar protocolos de alertamiento y elaborar planes de protección civil para atender emergencias -construir refugios-, y con ello disminuir los desastres. Aunque en todo el país se registran tornados, es en el centro donde se encuentra
la más alta incidencia: Hidalgo, Tlaxcala, Estado de México y parte de Veracruz. También ocurren en el sur y norte de Tamaulipas, así como en Coahuila y Chihuahua. El 1 de junio del 2012 un tornado pasó por el Zó-
calo de la Ciudad de México con una velocidad de 217 kilómetros por hora. ¿Qué es un tornado? El tornado es un fenómeno meteorológico que se produce por una rotación de aire de gran intensidad y de poca extensión horizontal, que se prolonga desde la base de una nube madre, conocida como Cumulunim-
bus. La base de esta nube se encuentra a altitudes por debajo de los dos kilómetros y se caracteriza por su gran desarrollo vertical, en donde su tope alcanza unos 10 kilómetros de altura hasta la superficie de la tierra o cerca de ella. Se producen en conexión con líneas de inestabilidad -grupos de nubes de tormenta organizadas en líneas; se hacen acompañar de fuertes vientos, chaparrones, descargas eléctricas y a veces granizo- y frentes. La velocidad del viento ha llegado a ser en algunos casos por arriba de los 500 kilómetros por hora; el diámetro promedio es de 250 metros, oscilando entre los 100 metros y un kilómetros. La vida de los tornados puede ir de unos pocos minutos a algunas horas, en casos muy excepcionales. Para poner en perspectiva la importancia del estudio de los tornados, el investigador
Macías Medrano refiere que Estados Unidos tiene el mayor desarrollo tecnológico y científico para estudiar estos fenómenos, «sobre todo después de la Segunda Guerra Mundial, cuando se multiplicó el uso de radares Doppler y sus meteorólogos empezaron a desarrollar mucha investigación sobre tornados por la gran cantidad de daños y pérdidas que ocasionaban, por tal motivo tuvieron la necesidad de conocerlos». En promedio, en dicho país se presentan entre 900 y mil tornados al año, lo que lo coloca en el primer lugar en ese rubro en el mundo. Los de micro y mesoescala Se reconocen dos tipos de tornados, los superceldas, que son muy fuertes, los más dañinos, mortales, de velocidades de viento mayores a los 200 kilómetros por hora, y otros que se consideran débiles, denominados no-supercelda o no mesociclónicos. La mayoría de los tornados que se registran en
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México y Estados Unidos son de los llamados no supercelda, sin embargo el ocurrido en Ciudad Acuña, en Coahuila, alcanzó la categoría EF4, como el que tuvo lugar en Piedras Negras, en el 2007, categorizado EF3. La Escala Fujita Mejorada (EF) es una escala de seis niveles -que va de la EF0 a la EF5- que permite calcular la velocidad del viento de un tornado tomando en cuenta los daños que haya causado. «Los tornados supercelda se analizan muy bien con los radares, se pueden identificar sus rasgos o las variables meteorológicas que lo acompañan como velocidad y dirección del viento, temperatura, presión, entre otras características. Hay que aclarar que no todos los cúmulos de nubes producen tornados pues se tienen que dar otras coincidencias como vorticidad horizontal, que es el arremolinamiento en sí», explicó el también coordinador de la Comisión Interinstitucional para el Análisis de Tornados y Tormentas Severas (CIATTS). Con ayuda del radar se puede definir con más certeza si se está formando un tornado o si se están presentando las condiciones para que se forme, de esta manera se puede contar con un margen de 20-25 minutos de anticipación para actuar ante una eventual situación de riesgo. En cambio, los tornados que son no supercelda son más difíciles de seguir porque todavía los radares meteorológicos no los alcanzan a identificar, por ello si se observa uno y se estudian ciertas variables de la atmósfera se estaría en posibilidades de anticipar su formación. La configuración de un tornado es más rápida que la de un huracán, pues mientras éste es un fenómeno de enormes dimensiones en su ciclón -que pueden ser kilómetros-, razón por la cual son ob-
servables por satélite y permite conocer su localización en los océanos siendo esto un indicador de su trayectoria, no es el caso de los tornados, que son eventos más pequeños de dimensión y la tecnología para identificar los supercelda -que son los identificables- apenas da una anticipación de algunas horas, en el mejor de los escenarios. El estudio de los tornados, desde las universidades Para el doctor Macías Medrano, el plano ideal de investigación es desarrollar la ciencia meteorológica para profundizar en el estudio de micro y masoescala, estudio que, opinó, debe hacerse en las universidades y centros de investigación ya que en la actualidad existe un pobre desarrollo en el área. A la par se hace necesaria la construcción de radares en México, puesto que los que se utilizan se compraron en el extranjero a un alto costo y resulta aún más elevado si llegan a descomponerse pues las refacciones son igualmente caras. «Nosotros hicimos investigación al respecto en el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (Cecade) y corroboramos que los podemos fabricarlos aquí». El especialista en desastres destacó que el hecho de que se reconozca a Estados Unidos como el lugar donde hay mayor propensión a tornados en el mundo, obedece a que justamente se ha desarrollado conocimiento, tecnología y base de datos. En México se están llevando registros de este fenómeno desde hace quince años, así como en Argentina, donde la investigación comenzó en los años 70 del siglo pasado, debido también a la alta incidencia de tornados. Brasil, donde también ocurren con frecuencia, así como en Colombia, Perú y Costa Rica se empieza a estudiarlos.
En un estudio publicado en la revista científica Immunology, investigadores españoles han profundizado en la susceptibilidad a la tuberculosis en los ancianos y sostienen que el gen IL26 podría ser un buen candidato para medirla.
Gen para medir susceptibilidad a la tuberculosis No todas las personas infectadas por las bacterias de la tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis) enferman. Se estima que cerca de un tercio de la población mundial lo está, pero sólo un pequeño porcentaje (alrededor de 8.6 millones) llega a desarrollar la enfermedad. Investigadores del Servicio de Medicina Interna del Complejo Asistencial Universitario de León (CAULE) y del Instituto de Biomedicina de la Universidad de León (Ibiomed) trabajan desde hace siete años en analizar la respuesta inmunológica frente a la tuberculosis. «La mayor parte de la población es relativamente resistente a la enfermedad y no se entiende muy bien por qué unas pocas personas, en números relativos, enferman», explica Octavio M. Rivero Lezcano, uno de los miembros del equipo de investigación. La comunidad científica tiene evidencia de que algunos grupos de personas son especialmente susceptibles a la tuberculosis, como los diabéticos, los pacientes oncológicos o los ancianos, en los que la enfermedad aparece con mayor frecuencia, aunque no se conocen las causas. «El interés de nuestro grupo es entender por qué estas personas son más susceptibles a nivel celular y molecular ya que, si somos capaces de comprenderlo, podremos tratar de fortalecer su sistema inmunológico frente a la bacteria», agrega. Actualmente, el principal tratamiento contra la tuberculosis es antibiótico, aunque existen cepas multirresistentes, extremadamente resistentes, y hasta cepas
ESPECIAL | AGENCIA SINC | NIAID
Micrografía electrónica de barrido con color artificial de Mycobacterium tuberculosis, agente causal de la tuberculosis.
totalmente resistentes, frente a las cuales no hay ningún antibiótico conocido que sea eficaz. En este caso, «el pronóstico de los pacientes es muy malo y el porcentaje de mortalidad altísimo», apunta el investigador, quien insiste en que «si somos capaces de entender la susceptibilidad, quizá podamos paliar las deficiencias inmunitarias para intentar que la persona, sin necesidad de antibióticos, pueda protegerse de la enfermedad». Susceptibilidad en los ancianos En un trabajo publicado recientemente en la revista científica Immunology, el equipo de investigadores leoneses ha profundizado en la susceptibilidad a la tuberculosis en los ancianos. Para ello, han estudiado macrófagos (células del sistema inmunitario que infecta principalmente la bacteria) de ancianos tuberculosos y no tuberculosos. Los macrófagos se encargan fundamentalmente de fagocitar todos los cuerpos extraños que se introducen en el organismo, como las bacterias, aunque en el caso
de la tuberculosis «es una bacteria tan especial y tan adaptada al ser humano que es capaz de entrar en el macrófago y multiplicarse en su interior, acabando por destruir el macrófago y extendiéndose a otros, que es la forma en que la enfermedad va evolucionando». Los investigadores han realizado un estudio de microarray o chip de ADN (dispositivos que permiten analizar la expresión diferencial de genes y que monitorean simultáneamente los niveles de miles de ellos) de macrófagos obtenidos de ocho ancianos tuberculosos y de ocho ancianos no tuberculosos, en células infectadas in vitro, con el fin de realizar una comparación en la expresión de genes. «Queríamos averiguar de qué manera reacciona el macrófago de un tuberculoso en comparación con el macrófago de una persona no tuberculosa frente a la bacteria. Hemos realizado un análisis a nivel molecular y hemos obtenido una lista de unos 70 genes que están expresados de una forma diferente entre los macrófagos de un anciano tuberculoso y los de un anciano no tuberculoso», detalla Rivero Lezcano. El equipo científico está especialmente interesado en las citocinas, unas proteínas encargadas de estimular el sistema inmunitario, por lo que les llamó especialmente la atención la única citocina presente en esta lista de genes diferencialmente expresados, IL26. «Se sabe muy poco de esta citocina, apenas está caracterizada y no se conoce bien cuál es su función, de modo que este estudio es uno de los primeros que le empieza a asignar un valor biológico», añade. | Agencia SINC
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Miedo, o, naturalmente Mied le indispensab indispensable PÁGINA 1
No obstante, la estructura morfológica y anatómica del sistema nervioso central es bastante diferente entre los diferentes linajes de animales, y sobre todo entre vertebrados e invertebrados, y a pesar de las grandes diferencias, las emociones más básicas, como lo es el miedo biológico, se ha descubierto que actúan a través del mismo mecanismo, activación y desactivación de zonas neurales. Con esto quiero enfatizar que hace tiempo nunca nos hubiéramos imaginado el gran terror que le infundimos a una mosca al mover una mano para «espantarla». En efecto, y gracias a los experimentos que se han hecho precisamente con moscas de la fruta, se considera ahora que al mover nuestras manos ante ellas, no levantan el vuelo por sentirse incómodas, sino por sentirse aterradas, tal parece que no es la figura humana lo que les genera el miedo, sino los movimientos que hacemos con las manos.
Lo anterior es un descubrimiento muy importante por la siguiente razón: usualmente se utilizaba, también, a los típicos roedores blancos como sujetos de experimentación para conocer la biología del miedo, pero al ser mamíferos como los humanos, pues también despiertan ciertos sentimentalismos, lo cual sesgaba el trabajo científico cuando se trataba de escrudiñar al miedo instintivo. Así, las moscas, al no manifestar sentimientos pero sí emociones, han devenido en el modelo biológico ideal para investigar diversos mecanismos funcionales básicos –que aún están lejos de ser bien comprendidos– del sistema nervioso central y equipararlos entre los diversos linajes animales. Los avances neurofisiológicos del miedo que se obtengan en adelante utilizando esos nuevos modelos biológicos serán indispensables para entender, y en consecuencia, tratar varios trastornos mentales como las fobias.
Un sistema de inteligencia artificial ha logrado por primera vez reproducir el mecanismo de regeneración de la planaria, un pequeño gusano de agua conocido por su extraordinaria capacidad para reconstruir partes de su cuerpo. Para lograrlo, dos investigadores estadounidenses han desarrollado un algoritmo que produce redes reguladoras capaces de «evolucionar» y predecir los resultados de los experimentos de laboratorio ya publicados.
Inteligencia artificial replica modelo de un gusano Biólogos de la Universidad de Tufts, en Boston (Estados Unidos), han llevado a cabo un proceso de ingeniería inversa para desentrañar los misterios de la regeneración de la planaria. Estos pequeños gusanos planos, que habitan en el mar y también en agua dulce, son conocidos por su gran capacidad para reconstruir partes de su cuerpo, lo que les ha hecho convertirse en un modelo de investigación en medicina regenerativa humana. «El sistema regenerativo de este animal ha intrigado a los científicos durante más de 100 años», dicen los autores. Los resultados del estudio de la Universidad de Tufts se publican en el últi-
mo número de la revista PLOS Computational Medicine y suponen el primer modelo integral de la planaria realizado con inteligencia robótica. Minería de datos Para extraer información de la montaña de datos experimentales sobre regeneración y biología del desarrollo de la planaria, Daniel Lobo y Michael Levin, autores del trabajo, desarrollaron un algoritmo evolutivo que produce redes reguladoras capaces de «evolucionar» y predecir con precisión los resultados de los experimentos de laboratorio publicados. Más tarde, in-
trodujeron los resultados en una base de datos. «Nuestro objetivo fue identificar una red reguladora que pudiera ser ejecutada en todas las células de un gusano virtual para que los resultados de modelado de la cabeza y la cola de los experimentos simulados coincidieran con los datos publicados», explica Lobo. Por su parte, Levin señala que en este proyecto la inteligencia artificial ha servido no sólo para analizar grandes cantidades de datos, sino también para crear un modelo de cómo funciona el sistema de regeneración de estos gusanos de una manera comprensible. | Agencia SINC
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«No obstante, la estructura morfológica y anatómica del sistema nervioso central es bastante diferente entre los diferentes linajes de animales, y sobre todo entre vertebrados e invertebrados, y a pesar de las grandes diferencias, las emociones más básicas, como lo es el miedo biológico, se ha descubierto que actúan a través del mismo mecanismo, activación y desactivación de zonas neurales.»
«El sistema regenerativo de este animal ha intrigado a los científicos durante más de 100 años», dicen los autores. Los resultados del estudio de la Universidad de Tufts se publican en el último número de la revista PLOS Computational Medicine
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Kepler demostró que los planetas realmente orbitan al Sol, como lo propuso Copérnico, pero en órbitas elípticas (alargadas), en las que el Sol ocupa uno de los dos puntos llamados «focos».
FRONTERAS Una minúscula red flexible de electrodos para ser inyectada en el cerebro
Círculos, órbitas y vida «Círculo: Figura que trazan en el suelo los hechiceros y nigromantes para invocar dentro de ella a los demonios y hacer sus conjuros», definición de la RAE. En nuestro lenguaje cotidiano es común confundir las palabras «circunferencia» y «círculo». Las definiciones de los diccionarios no ayudan mucho, el de la medieval Academia Española (repugna llamarla Real cuando somos republicanos) dice que la circunferencia es una línea y el círculo es el área comprendida dentro de esa línea; diría yo que un círculo es como un disco o una tortilla. La esotérica definición de círculo incluida en el epígrafe nos confunde, porque dice que es una figura trazada, o sea una circunferencia. Pero dejemos a un lado las confusiones de los académicos para tratar algo más serio. Las órbitas planetarias son circulares, cuando en cada posición el planeta mantiene la misma distancia a su estrella central. Antes de que Johannes Kepler les aguadara a la fiesta a los escolásticos seguidores de Ptolomeo, se estableció como dogma que los planetas, la Luna y el Sol, circundan a la Tierra en órbitas perfectamente circulares, pues los cielos tenían que ser perfectos. Kepler demostró que los planetas realmente orbitan al Sol, como lo propuso Copérnico, pero en órbitas elípticas (alargadas), en las que el Sol ocupa uno de los dos puntos llamados «focos». Una de las leyes descubiertas por Kepler implica que en una órbita elíptica el planeta avanza a su máxima velocidad en el punto más cercano a la estrella y en la medida que se aleja la velocidad va disminuyendo. En una órbita circular la velocidad alrededor de la estrella es constante. Si trazamos a escala las órbitas de los planetas alre-
Cuauhtémoc Sarabia
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Una de las leyes descubiertas por Kepler implica que en una órbita elíptica el planeta avanza a su máxima velocidad en el punto más cercano a la estrella y en la medida que se aleja la velocidad va disminuyendo. En una órbita circular la velocidad alrededor de la estrella es constante. dedor de nuestro Sol, veremos que son «casi» circulares. En el caso de nuestro planeta, las distancias máxima y mínima difieren del promedio en sólo dos por ciento aproximadamente. Podemos intuir que si la órbita de la Tierra fuera muy alargada, tendríamos grandes variaciones climáticas entre las posiciones más cercanas (Perihelio) y más alejadas del Sol (Afelio). En ese caso tal vez la vida hubiera evolucionado de una forma diferente, o no se hubiera desarrollado. Desde el descubrimiento de sistemas planetarios en otras estrellas, los científicos se han preguntado si las órbitas circulares son comunes o una rareza. Muchos de los planetas gaseosos gigantes descubiertos recientemente tienen órbitas muy excéntricas. La búsqueda de planetas rocosos del tamaño de la Tierra es una tarea difícil; en una publicación reciente, científicos de la
Universidad Aarhus, de Dinamarca, y del MIT (Tecnológico de Massachusetts), reportan su hallazgo de 74 exoplanetas ubicados a miles de años luz. Estos planetas son de un tamaño aproximado al de la Tierra, pero lo más interesante es que tienen una trayectoria circular alrededor de su estrella. Esto es una magnífica noticia, pues éste es un requisito para que tengan un clima estable y es en estos planetas donde podría desarrollarse la vida dadas las condiciones adecuadas. ¿Cómo saben los investigadores que dichos planetas tienen órbitas circulares? La técnica descrita en la publicación, aparte de interesante, es muy elegante. Calcularon el radio y la masa de las estrellas utilizando una técnica llamada asterosismología, que consiste en medir la frecuencia de las pulsaciones observadas en dichas estrellas. Con el dato de la masa se puede calcular
la velocidad del planeta a diferentes distancias de la estrella. Con el dato del radio y el tiempo que tarda un planeta en transitar frente al disco visible (se mide por la disminución de la luminosidad) se puede calcular también la velocidad. Si ambas velocidades coinciden, la órbita es circular, en caso contrario, será más o menos elíptica. La información que utilizaron los investigadores fue proporcionada por el Observatorio Espacial Kepler, lo que me parece una gran coincidencia y un magnífico homenaje a ese astrónomo. Algunos aficionados a la astronomía estamos impacientes de que se anuncien noticias del descubrimiento de evidencias de habitabilidad en este u otros sistemas planetarios. Sería magnífico que en algún otro sitio se descubriera que hay vida. Si ocurriera antes de que se nos termine la nuestra, sería mucho mejor.
Una pequeña aguja basta para introducir una nueva malla electrónica flexible en cavidades y tejidos de seres vivos. Este sistema, desarrollado por científicos chinos y estadounidenses, ha sido probado con éxito en ratones. Los electrodos de la red fueron capaces de trabajar con las neuronas y permitieron monitorizar la actividad del cerebro. Un equipo del centro Nacional de Nanociencia y Tecnología de Pekin y del departamento de biológía de la Universidad de Harvard ha desarrollado una nueva malla flexible de electrodos que pueden ser inyectadaen tejidos y cavidades, tanto biológicas como artificiales. La técnica ha permitido mejorar la actividad cerebral de ratones Según describen en el estudio publicado en Nature Nanotechnology , la flexibilidad del dispositivo permite comprimirlo en una aguja de 0’1 mm de diámetro que se puede introducir en tejidos vivos. Una hora después de la inyección, la malla se despliega al 80% de su forma original y puede trabajar con normalidad. Monitorizar la actividad cerebral Para comprobar la eficacia del sistema, los investigadores inyectaron la malla en el hipocampo y el ventrículo lateral del cerebro de ratones vivos. Durante cinco semanas, comprobaron que los electrodos podían trabajar en red con las neuronas sanas y no provocaron una respuesta del sistema inmune. Los dispositivos insertados en el hipocampo de los roedores permitíeron además monitorizar la actividad cerePÁGINA 6
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bral causando un daño limitado a los tejidos de alrededor. Hasta ahora, los dispositivos electrónicos flexibles solo se podían introducir con cirugía y no habían podido ser insertados de manera no invasiva. Según aseguran los científicos, “el desarrollo futuro de este tipo de sistemas inyectables podría conducir a importantes avances en la implantación de biolectrones y la biomonitorización del cerebro”. | Agencia SINC
Botánica para principiantes. «¡Tú y tus genes me traen muy loco...!» Alfredo Amador García | XIV
Un solo análisis revela el historial de virus a los que ha estado expuesta una persona Cada virus que penetra en el cuerpo humano deja una huella inmunitaria casi imborrable. Además de causar enfermedades, un virus modifica para siempre el sistema inmunitario del huésped mediante el desarrollo de anticuerpos, y también predispone al sujeto al desarrollo de otras patologías en el futuro. Conocer la interacción entre el sistema inmunitario y el conjunto de virus que infectan a los humanos –conocido como viroma– puede tener implicaciones en la investigación de nuevas vacunas. Ahora, la revista Science publica un estudio sobre el desarrollo de una nueva técnica, VirScan, que permite con un solo análisis de sangre ‘dibujar’ el paisaje virológico al que una persona ha estado expuesta a lo largo de su vida. En el estudio, coordinado por científicos de la Harvard Medical School de Boston, ha colaborado Christian Brander, investigador ICREA de IrsiCaixa, institución impulsada por la Obra Social “la Caixa” y el departamento de Salud de la Generalitat de Cataluña. Parte de la financiación ha derivado del proPÁGINA 7
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«En promedio las tierras de nuestro MLQ rinden 2 ton/ha de maíz, por lo que se recurre a la importación de millones de toneladas cada año, muchas de las cuales provienen de las planicies de Norteamérica...» Por sus granos, el maíz (Zea mays L. poaceae) es probablemente el cultivo con mayor producción en todo el mundo. Con seguridad más que el trigo (Triticum sativa L.) y sólo -tal vezpoco menos que el arroz (Oryza sativa L.). Los granos del maíz y de todas las poaceae o gramíneas se llaman cariópsides y son los frutos de la planta, o sea, son ovarios de la flor maduros. En este caso un fruto de una sola semilla que nunca se expulsa (indehiscente) la cual almacena grandes cantidades de carbohidratos y que está unida en su testa o cubierta, a toda la pared del ovario (pericarpio). En el caso del maíz, para habilitar sus facultades alimenticias se requiere descabezarlo, es decir quitar ese pericarpio, como cuando se hace pozole o nixtamalizarlo y hacer la masa para las tortillas que se consumen en todo México Líndo y Querido (MLQ), o las pupusas salvadoreñas o los papadzules yucatecos, o las gorditas poblanas, las enchiladas «suizas», los tlacoyos hidalguenses o los riquísimos chilaquiles y sopes chilan-
gos… en fin… Se sabe que en Mesoamérica existen más de 200 distintos platillos a base del grano y más de tres mil usos, considerando toda la planta. En promedio las tierras de nuestro MLQ rinden 2 ton/ha de maíz, por lo que se recurre a la importación de millones de toneladas cada año, muchas de las cuales provienen de las planicies de Norteamérica donde tiene rendimientos de entre 6 y 20 ton/ha. Nada que ver con los magros rendimientos en Mesoamérica, que a la sazón, resulta que es el centro de origen de esta planta cultivada. Nuestros antepasados agricultores conocían y usaban el teocintle (Zea perennis y Zea diploperennis), ancestro silvestre del maíz que tiene menor rendimiento, pero en cambio tolera infinidad de restricciones ambientales como sequías, plagas, enfermedades, etcétera. Estoy escribiendo en presente pues en la década de los 80 botánicos en el estado de Jalisco re-descubrieron poblaciones de dichas especies silvestres. Hoy se sabe que se distribu-
yen desde el sur de Chihuahua hasta Nicaragua. Se han descrito más de 50 razas de maíz (Zea mays L.) y se conocen cientos de variedades nativas a lo largo y ancho de Mesoamérica, que año con año son sujetas a mejoramiento por los agricultores autóctonos, lo cual no sólo ha mantenido activa la diversidad genética de este valiosísimo recurso vegetal sino que -sobre todo- ha sido el principal pilar de la economía de subsistencia alimentaria de millones habitantes durante muchas generaciones. Pero en 2009, el gobierno mexicano autorizó la siembra de experimentos de maíz transgénico a campo abierto. Las grandes corporaciones transnacionales insisten en que estos Organismos Genéticamente Modificados (OGMs) permitirán incrementar el rendimiento, la productividad y con ello resolver las deficiencias alimentarias de nuestros países y que no representan riesgos de ningún tipo. Pero los transgénicos han demostrado tener producciones exitosas sólo en áreas de por sí con buena productividad
(maquinaria, riego e insumos), no así donde se practica agricultura de subsistencia. Y el mayor riesgo no es a intoxicarnos con estos maíces sino que su propagacipon desplace a las razas y variedades nativas. Por suerte, contamos desde el 18 de marzo de 2005 con la Ley de Bioseguridad de Organismos Genéticamente Modificados que apercibe a todos y cada uno de los millones de granos de polen del maíz transgénico, que caerían en la ilegalidad si se atrevieran a ser transportados masivamente -con el viento por ejemplo- y llevar consigo genes que contaminen el centro de origen y reservorio genético de uno de los principales alimentos de Mesoamérica y del mundo (es sarcasmo). El tema del maíz transgénico no está aquí ni esbozado, pero trato al menos de señalar que no es solo un problema «técnico» respecto a su toxicidad. Se trata de uno de los problemas humanos con más aristas técnicas, sociales, políticas, económicas, históricas, culturales e incluso éticas al que nos estemos enfrentando.
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Aprovechar las diferentes fuerzas que ejerce la luz, así como las características de las nanopartículas, resulta útil para una gran cantidad de aplicaciones, como puede ser a nivel celular, destruyendo algunas células malignas, bacterias o agentes patógenos por la acción del calor
La luz a escala nanométrica Mariana Dolores | Academia Mexicana de Ciencias
Conocer cómo interactúa la luz con objetos a nanoescala es uno de los principales intereses de investigación científica de la doctora Cecilia Noguez Garrido, del Instituto de Física de la UNAM, quien con su equipo se ha dedicado a estudiar las estructuras nanométricas a través de la espectroscopía óptica, específicamente sobre la transferencia de calor a nanoescala, con el objetivo de seguir en la búsqueda de nuevos nanosensores, así como de nuevas espectroscopías ópticas a nanoescala. «La luz interactúa de manera diferente con objetos macroscópicos que aquellos de nano escala. A escala macroscópica, la luz que se refleja en una mesa deja ver sus características como su color y brillantez, entre otras características, si se hace un cambio a la mesa, como, por ejemplo, recortar una de sus esquinas, se sigue viendo a la mesa del mismo color. A escala nanométrica, si se cambia la forma de la partícula, por ejemplo de un cubo, y se le recortan las esquinas, el color que refleja cambia. Esto indica que hay una interacción de la luz a escala nanométrica que depende de la forma de las nanopartículas». Esto sucede, explicó Cecilia Noguez, porque la luz, al ser una onda electromagnética, ejerce una fuerza sobre los electrones de la nanopartícula, causando que estos se exciten colectivamente y se muevan hacia un lado determinado de la partícula nanométrica, dejando los iones con cargas positivas al otro lado. Esto
produce diferentes arreglos de las cargas positivas y negativas dando lugar a densidades de carga. La forma de estas densidades de carga depende de la forma de las nanopartículas. En su conferencia «Luz a escala nanométrica», ofrecida ayer en la Facultad de Ciencias de la UNAM, en el marco del Ciclo de Conferencias Premios de Investigación de la AMC, la ganadora de esta prestigiada distinción en 2009 en el área de ciencias exactas indicó que al dirigir la luz hacia una nanopartícula se produce una competencia de fuerzas: por un lado, la fuerza ejercida por la luz separando a los electrones de los iones y, por otro, la fuerza de atracción que hay entre las cargas positivas de los iones y las negativas de los electrones, lo cual obedece a la ley de Coulomb. «Otra fuerza que hay que considerar es la repulsiva que existe entre los electrones debido a que estos tienen la misma carga negativa, por lo que empieza a haber arreglos de distintas cargas de manera tal que minimice la energía necesaria para poder mover los electrones en este arreglo», dijo. Así que todas estas propiedades que se generan por el paso de la luz: los arreglos, las densidades de carga y la competencia de las fuerzas desembocan en una fuerza de resonancia que es característica de cómo están distribuidas las cargas positivas y negativas en una nanopartícula, que a su vez depende de las distancias entre ellas originadas por la
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forma geométrica de las estructuras nanométricas. Al final, la suma de las fuerzas da una frecuencia de resonancia que está asociada a una distribución de carga depende de cómo se acomoden los electrones con respecto a los iones. «Así, dependiendo de la geometría de la partícula, se pueden tener una, dos, tres o más frecuencias de resonancia, y resulta que en todas estas frecuencias asociadas a una determinada geometría se puede absorber y concentrar la luz sobre puntos específicos», precisó. Esto resulta útil para una gran cantidad de aplicaciones, de las cuales Noguez Garrido describió dos en particular: La primera es que a nivel celular se ha pensado en introducir nanopartículas dentro de las células que logren generar calor, y éste a su vez destruya las células. Esto se puede hacer gracias a los diferentes arreglos de cargas que pueden permitir concentrar el campo electromagnético en puntos muy bien definidos a través de luz proveniente de una
lámpara. Al calentar la nanopartícula, la célula morirá, por lo que puede ser útil para destruir algunas células malignas, bacterias o agentes patógenos. Para la investigadora esto resulta interesante porque se puede aumentar el campo electromagnético hasta 107, que son diez millones de veces y en regiones pequeñas, generando un calor muy intenso. No obstante, la física reconoció que al introducir la nanopartícula no se sabe si el cuerpo la desecha o qué pasa con el ciclo celular; es decir, se sabe de su efectividad para destruir células enfermas, pero no se conocen los efectos secundarios en células sanas, razón por la cual esta tecnología aún no llega al mercado. Por otro lado, se pretende aumentar la eficiencia de las celdas fotovoltaicas colocando nanopartículas que concentren mucha mayor energía en menor espacio buscando trasladarla para aumentar la eficiencia de la misma. Otra aplicación es en el aumento en la sensibilidad de técnicas que detectan luz.
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yecto de investigación de la vacuna contra el sida HIVACAT. Para los expertos, lo que hace único a VirScan es su nivel de alcance. Mientras que en la actualidad es necesario que un médico encargue una prueba para detectar un virus en concreto, esta nueva tecnología permite identificar todos los virus a los que se ha expuesta una persona, ya sea a través de una infección o de una vacunación, con un único análisis y por un precio aproximado de 25 dólares. La prueba caracteriza el espectro completo de respuestas generadas por las células del sistema inmunitario encargadas de producir anticuerpos contra los virus, las llamadas células B. “Conocer las huellas que dejan las infecciones en el sistema inmunitario nos permitirá saber cómo este pasado inmunitario determinará la respuesta ante nuevos ataques virales”, explica Brander. “El gran reto para desarrollar nuevos tratamientos es averiguar qué anticuerpos nos protegen contra una enfermedad, y para ello primero hay que saber cuáles tenemos ya en el organismo”. Por ejemplo, poseer una “fotografía de alta resolución” de la respuesta inmunitaria de las personas portadoras del VIH podría ser útil de cara al diseño de vacunas para inducir anticuerpos contra este virus. “Podríamos analizar la respuesta de las células B en las personas que controlan la infección por sí solas, sin la necesidad de tratamiento antirretroviral, los llamados controllers, y buscar qué parte de su respuesta es diferente a la de las personas que no pueden controlar la infección”, añade. | Agencia SINC
8 | 9 DE JUNIO DE 2 015 | C I E N C I A R I O | CAMBIO DE MICHOACÁN
«Las etapas de una separación negación, ira, negociación, desesperación y aceptación no son diferentes de las etapas del duelo».
Corazón partido Laura E. Robles B.
Los términos miocardiopatía de Takotsubo, síndrome de discinesia apical transitoria, cardiomiopatía inducida por el estrés, quizá no nos digan mucho pero qué tal si nos dicen que es tener el corazón roto. Esta condición médica real se siente como un ataque al corazón y se produce en momentos muy estresantes o emocionales, como el divorcio, la muerte de un cónyuge, un diagnóstico médico grave o problemas financieros importantes, afirman en la Universidad Loyola. Los síntomas incluyen dolor de pecho, dificultad para respirar y puede ser fácilmente confundido con un ataque al corazón. Se cree que esta sensación viene después de la liberación de adrenalina y otros tipos de hormonas relacionadas con el estrés y que tienen un efecto perjudicial sobre el corazón. Generalmente es reversible y sin efectos duraderos en el músculo del corazón, los individuos afectados recuperan la función cardiaca en un corto periodo de tiempo. En la Universidad de St. George, de Londres, realizaron estudios donde encontraron que la probabilidad de un ataque al corazón o un derrame cerebral se duplicó en el periodo crucial 30 días después de la muerte del compañero de vida o para los que sufren la pérdida de un ser querido. Encontraron que el 16 por ciento de diez mil de los pacientes estudiados sufrió ataques al corazón o derrames cerebrales dentro de los 30 días de la muerte de su pareja, contra
sólo la mitad de esto en el resto de la población, este aumento del riesgo en los hombres y las mujeres en duelo comenzó a reducir después de 30 días. Al pasar por esta experiencia hay una variedad de respuestas adversas que incluyen cambios en la coagulación, la presión arterial, los niveles hormonales y control del ritmo cardiaco, el mes después de que la pareja de una persona muere, se dan todas estas alteraciones como resultado de las respuestas fisiológicas adversas asociadas con dolor agudo. Pero si no hablamos de muerte sino de terminar una relación también hay cambios, pues el cerebro deja bruscamente de producir dopamina, la hormona relacionada con los mecanismos de recompensa del cerebro. Sí, los besos, abrazos y actividad sexual el cerebro los traduce como recompensa. El resultado: los sentimientos de la abstinencia y desesperación son comparables a lo que sucede cuando alguien deja de consumir drogas o alcohol. Algunos estudios sugieren que la parte del cerebro vinculada a la adicción se activa cuando una persona se está pasando por una ruptura sentimental. En una publicación del Journal of Neurophysiology, investigadores utiliza-
ron imágenes de resonancia magnética para registrar la actividad cerebral en hombres y mujeres en edad universitaria que habían sido rechazados recientemente por sus parejas, después de mostrarles fotos de su antiguo amor, descubrieron que las áreas cerebrales que controlan la motivación y la recompensa, así como el deseo y la adicción se activaron, lo cual no pasó al enseñarles fotos de otros. También que estos pasaron más de 85 por ciento de su tiempo pensando en la persona que los había rechazado. Así que no es de extrañar que después de una ruptura, algunas personas se obsesionen sobre su ex. Las etapas de una separación negación, ira, negociación, desesperación y aceptación no son diferentes de las etapas del duelo. Pero en este caso, lo mejor es no hacer un tango postruptura como forma de vida y se recomienda dar no más de dos semanas para llorar, y eso significa llorar en forma, gemir o descuidarse. No permitirse llegar a la llamada incontinencia emocional, no permitirse sobrepasar los límites de «normalidad» por el dolor que se vive, esto ayuda no sólo al doliente sino a su comunidad cercana pues en un principio todo el mundo manifiesta simpatía y preocupación, pero después de cierto punto, la persona tiene que empezar a actuar como si las cosas están mejorando, incluso si no se siente de esa manera. De no hacerlo, él o ella se convierten en una carga para las personas que están en su entorno.
El transcurrir de la ciencia Una nueva investigación en la Universidad de Arkansas sugiere que las bacterias metanógenas pudieran sobrevivir en Marte. Estas bacterias pertenecen al dominio archaea, que son de las más antiguas y simples, utilizan hidrógeno como fuente de energía y CO 2 como suministro de carbono; son comunes en los pantanos, en el subsuelo y en el intestino del ganado. La investigadora Rebecca Mickol demostró en estudios previos, que esas bacterias pueden prosperar a las bajas temperaturas del suelo marciano. En la nueva investigación, se sometió a cuatro especies de metanógenas a condiciones de muy baja presión atmosférica, como la que existe en Marte. Los resultados muestran que las bacterias continúan produciendo metano, lo que indica que son buenas candidatas para la vida en el planeta rojo. El choque de cometas puede explicar los misteriosos remolinos en el suelo lunar. Investigadores de la Universidad Brown han producido nueva evidencia que las brillantes huellas dispersas en la superficie de la Luna, fueron creadas por varias colisiones cometarias en los últimos 100 millones de años. Los investigadores utilizaron modelos de última tecnología para simular la dinámica de los impactos en el suelo lunar, encontrando que los impactos pueden producir muchas de las características de los misteriosos remolinos. El origen de esas formaciones ha sido motivo de debate por muchos años. La mayoría se encuentran en la cara oculta, pero algunos remolinos como el llamado Reiner Gamma puede ser observado con telescopio, en la región suroeste de la cara visible. Un estudio sugiere que los chimpancés tienen la capacidad cognitiva para cocinar. El hombre primitivo aprendió que aplicando calor o fuego a los alimentos, estos podían transformarse en algo más sabroso y fácil de digerir. Esta habilidad se creía exclusiva de los humanos, sin embargo un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Yale demostró que los chimpancés tienen la capacidad mental y las habilidades necesarias para cocinar los alimentos, aun cuando no se ha estudiado si pueden controlar el fuego. Las primeras pruebas se hicieron presentándoles unas papas dulces (camotes) crudas y otras cocidas, resultando estas últimas las preferidas como alimento. En otras pruebas se mostró a los chimpancés cómo colocar las papas sobre un utensilio caliente; el sorprendente resultado fue que estos animales esperaron a que el alimento estuviera cocinado antes de comerlo. Se observó también con sorpresa que los chimpancés transportaban las papas desde muchos metros de distancia y las colocaban sobre los utensilios calientes. Otros objetos disponibles (trozos de madera), no fueron colocados sobre los utensilios, lo que sugiere que los chimpancés comprendieron el significado y la técnica de cocinar. | Por el seguimiento y redacción Cuauhtémoc Sarabia.